Терморезонансный преобразователь (его варианты)

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 9) И) 594 С 01 К 19/2 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕТЕЛЬСТВУ К АВТОР У(21) 3854393/24-2 (22) 11.02.85 (46) 30. 10.86. Бюл (71) Всесоюзный н тельский институт Нф 40но-исследоваектроиэмеритель ных приборов (72) В.Л.Аринштейн (53) 621.317.7(088 (56) Авторское св Р 794557, кл. С 01Левшина Е.С., Н трические иэмерени чин. Измерительные Л.: Энергоатомизда.8)идетельствоК 9/24овицкий Пя физичес СС 75.В. Эл ких ве преобра ватели 125.ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ 54) ТЕРМОРЕЗОНАНСНЫИ ПРЕОБРАЗОЕЛЬ (ЕГО ВАРИАНТЫ)(57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при построении приборов измерения энергетических характеристик сигналов переменного тока, а также в устройствах автоматики и аналоговой вычислительнойтехники. Целью изобретения являетсяповыШение точности преобразования. Термореэонансные преобразователи попервому и второму вариантам содержатдисковый пьезоэлектрический резонатор 1 с электродами 2 и 3 возбуждения, имеющими шейки 4 и 5, а такжеконтактные площадки 6 и 7, а такженагреватели. Первый нагреватель содержит тепловыделяющие участки 8 и 9и проводниковый участок 10 с малымэлектрическим сопротивлением. Второйнагреватель состоит из тепловыделяющих участков 11 и 12 и проводникового участка 13 с малым электрическимсопротивлением, Первый и второй наг"реватели снабжены контактными площадками 14, 15 и 16, 17 соответственно. В первом варианте шейки 4 и 5электродов 2 и 3 возбуждения расположены на одних противоположных сторонах пьезоэлектрического резонатора 1симметрично, тепловыделяющие участки8 и 9 первого, нагревателя - на другихпротивоположных сторонах резонатора1. Во втором варианте шейки 4 и 5электродов 2 и 3 возбуждения расположены одна под другой. 2 с.п. ф-лы,2 ил.Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при построенииприборов измерения энергетическиххарактеристик сигналов переменноготока, а также в устройствах автоматики и аналоговой вычислительной техники.Цель изобретения - повышение точности преобразования,На фиг.1 и 2 схематично представлен предложенный терморезонансныйпреобразователь, соответственно первый и второй варианты.Преобразователь содержит дисковыйпьезоэлектрический резонатор , напротивоположных поверхностях которогов центральной части нанесены электроды 2 и 3 возбуждения, имеющие шейки4 и 5, а также контактные площадки6 и 7. По образующей резонатора 1 нанесены нагреватели. Первый нагревательсостоит из тепловьделяющих участков8 и 9 и проводникового участка 10 смалым электрическим сопротивлением,Второй нагреватель состоит из тепловвделяющих участков 11 и 12 и проводникового участка 13 также с малымэлектрическим сопротивлением. Первыйи второй нагреватели снабжены кон"тактными площадками 14, 15 и 16, 17соответственно.По первому варианту (фиг,1) шейки4 и 5 электродов 2 и 3 возбуждения сих контактными площадками 6 и 7 расположены на одних противоположныхсторонах резонатора 1 симметричноотносительно его центра,а незамкнутые тепловьделяющие участки 8 и 9первого нагревателя - на других противоположных сторонах резонатора 1также симметрично относительно егоцентра. В первом иэ разрывов первого, нагревателя между тепловьделяющимиучастками 8 и 9, ограниченном контактными площадками 14 и 15, расположенашейка 4 электрода 2 возбуждения,Во втором разрыве между тепловьделяющими участками 8 и 9 расположен проводниковый участок 10, обеспечивающийэлектрическое соединение этих тепловыделяющих участков между собой, Аналогично расположены нанесенные навторой поверхности резонатора 1 тепловыдеяяющие 11, 12 и проводниковый13 участки второго нагревателя, егоконтактные площадки 16 и 17 и шейка5 электрода 3 возбуждения. Нанесение на поверхности резонатора 1 электродов 2 и 3 возбуждения, нагревателей и контактных площадок может быть осуществлено, например, путем вакуумного напыления. Электроды 2 и 3 возбуждения должны быть выполнены иэ материала с хорошей электропроводностью, например из серебра,Тепловыделяющие участки 8, 9 и 11, 1210 нагревателей должны быть выполненыиз материала со сравнитедьно низкойэлектропроводностью, например, изнихрома. Проводниковые участки 10 и13 нагревателей, обладающие малым1 электрическим сопротивлением, должныбыть выполнены из материала с хорошейэлектропроводностью, например, изтакого же, как и электроды 2 и 3 возбуждения.По второму варианту (фиг.2) шейки4 и 5 электродов 2 и 3 возбуждения с их контактными площадками 6 и 7 расположены друг под другом, а контактные площадки 14, 15 и 16, 17 первого 25 и второго нагревателей расположенына противоположной шейкам 4 н 5 и контактным площадкам 6 и 7 стороне резонатора 1. Кроме того, проводниковые участки 10 и 13 первого и вто рого нагревателей размещены в зазоремежду тепловьделяющими участками 8, 9 и 11,12 этих нагревателей и электродами 2 и 3 возбуждения.Терморезонансный преобразователь З по первому варианту работает следую-"щим образом.Измеряемые сигналы подаются напервый и второй нагреватели. Поскольку проводниковые участки 10 и 13 наг ревателей выполнены иэ материала свысокой электропроводностью, их сопротивление в несколько десятков раз меньше, чем сопротивление тепловьделяющих участков 8,9 и 11, 12. Следова тельно, вся мощность, рассеиваемаяв первом и втором нагревателях, выделяется лишь на тепловыделяющих участках 8, 9 и 11, 12 соответственно. Тепловьделяющий участок 8 первого нагревателя и соответствующий ему тепловьделяющий участок 11 второго нагревателя нанесены строго один под другим, Аналогично нанесены тепловыделяющие участки 9 и 12. Благодаря такому расположению тепловьделяющих участков нагревателей в данном терморезонансном преобразователе в области, ограниченной тепловьделяющимиТаким образом, устранена присущаяизвестным устройствам погрешность,ный термореэонансный преобразовательхарактеризуется большей точностьюпреобразования. 1, Терморезонансный преобразователь, содержащий дисковый пьезоэлек трический резонатор, два нагревателя, нанесенных на соответствующие поверхности резонатора по образующей и выполненных с первыми разрывами, ориентированными симметрично относительно центра резонатора, и парами контактных площадок, расположенных по краям первых разрывов, два электрически изолированных от нагревателей электрода возбуждения, каждый из которых нанесен в центральной части соответствующей поверхности резонатора и выполнен с шейкой и контактной площадкой, расположенными в первом разрыве соответствующего нагревателя, р т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, каждый из нагревателей выполнен со вторым разрывом, расположенным относительно первого разрыва по другую сторону от центра резонатора, между краями второго разрыва каждого нагревателя нанесен проводниковый участок с малым электрическим сопротивлением, причем тепловьделяющие участки нагревателей, противостоящие на разных поверхностях резонатора, выполнены равновеликими. 2. Терморезоиансный преобразователь, содержащий дисковый пьезоэлектрический резонатор, два нагревателя, нанесенных на соответствующие поверхности резонатора по образующей и выполненных с первыми разрывами, ориентированными симметрично относительно центра резонатора,и парами контактных площадок, два электрически изолированных от нагревателей электрода возбуждения, каждый из ко- торых нанесен в центральной части соответствующей поверхности резонатора и выполнен с шейкой и контактной площадкой, расположенными в первом разрыве соответствующего нагревателя, о т л и ч а ю щ и й с я 3 1267271 4участками 8 и 11, вьделяется мощность,зависящая только от суммарной мощности Р . То же самое можно сказатьоб области, ограниченной тепловыделяющими участками 9 и 12В частнос резонатора, Следовательно, предложенти, при постоянном значениив этихобластях вьделяются также постоянныемощности, независящие от соотношениймежду мощностями, рассеиваемыми в нагревателях. В других областях реэонатоФ о р м у л а и з о б р е т е н и яра 1 вьделение мощности отсутствует.Следовательно, конфигурация тепловогополя в центральной зоне резонатора 1и соответственно его резонансная частота определяются только значением 15суммарной рассеиваемой мощности Р ине зависят от распределения этой мощности по нагревателям. Таким образом,в терморезонансном преобразователеустранена присущая известным устройствам погрешность, обусловленная изменением конфигурации теплового поляи вызванным этим изменением резонансной частоты пьезоэлектрического резонатора при изменении соотношений. 25между мощностями, рассеиваемыми внагревателях.Терморезонансный преобразовательпо второму варианту работает еледующим образом. ЗОИзмеряемые сигналы подаются напервый и второй нагреватели,. Проводниковые участки 10 и 13, размещенные в зазоре между тепловьделяющимиучастками нагревателей и электродами2 и 3 возбуждения, обеспечивают электрическое соединение между собой тепловьделяющих участков 8, 9 и 11, 12соответственно. Благодаря наличиюпроводниковых участков 10 и 13, каки для первого варианта устройства,вся подаваемая мощность рассеиваетсяна тепловыделяющих участках 8, 9 и11, 12, Тепловыделяющие участки 8 и11, а также 9 и 12 нанесены, как ив первом варианте, строго один поддругим. Поэтому в областях, ограниченных тепловьделяющими участками 8и 11, а также 9 и 12 выделяется мощность, зависящая только от суммарноймощности 1 , В других областях резонатора 1 вьделение мощности отсутствует, Следовательно, конфигурациятеплового поля в центральной зонерезонатора 1 и его резонансная частота определяются только значением55суммарной рассеиваемой мощности 1 ине зависят от распределения этоймощности по нагревателям.71 Составитель Л,МорозовТехред Л.Олейник Корректор Л.Пилипенко Редактор Л.Пчелинская Заказ 5766/40 Тираж 728 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 3 12672 тем, что, с целью повышения Точности преобразования, каждый из нагревателей выполнен с вторым разрывом, расположенным относительно первого разрыва по другую сторону от центра ре эонатора, на каждую поверхность резонатора в зазоре между соответствующими нагревателем и электродом возбуждения нанесен незамкнутый кольцевой проводниковый участок с малым 1 О электрическим сопротивлением, причемконтактные площадки каждого из нагревателей расположены по краям второгоразрыва, концы проводниковых участков соединены с краями первых разрывов соответствующих нагревателей,тепловыделяющие участки нагревателей,противостоящие на разных поверхностях резонатора, выполнены равновеликими.